КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ДИДАКТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ПОДГОТОВКЕ БАКАЛАВРОВ ДЛЯ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ
|
Актуальность и постановка проблемы исследования. Несмотря на произошедшие политические и экономические преобразования, атомная отрасль промышленности России остается одной из системообразующих для обеспечения экономической и военной безопасности страны. Развивающимся наукоемким производствам ядерно-топливного цикла необходимы специалисты, обладающие общими и специальными компетенциями, учитывающими специфику профессиональной деятельности на потенциально опасных производствах с высокой психологической напряженностью, с высокой степенью автоматизации управления производственными циклами, при которой большая часть информации о протекающих процессах, скрытых от непосредственного восприятия оператором, выводится на панели в цифровом и символьном виде. Это требует высокой профессиональной подготовленности специалистов, основанной на глубоких базовых знаниях в области естественных наук, в частности общей и неорганической химии, которая является фундаментом подготовки бакалавра- химика для предприятий атомной отрасли, обладающих пониманием целостности и взаимосвязи производственных процессов, с развитым образным визуальным мышлением, позволяющим за лаконичностью и символьностью (виртуальностью) информации мысленно видеть протекающие производственные процессы и, в случае нештатных ситуаций, быстро анализировать возможные варианты принятия решений. Федеральным агентством РФ по атомной энергии одобрена «Программа развития единой образовательной системы подготовки квалифицированных кадров всех уровней для Минатома России на 2003-2010 годы», в рамках которой подготовка кадров признана одним из важнейших направлений. В этой связи актуализируются проблемы ранней профессиональной ориентации учащихся средней школы, мотивации выбора ими специальностей высшего профессионального образования (далее в тексте ВПО) для атомной отрасли и повышение качества высшего образования в отраслевых вузах на основе достижений информационно-коммуникационных технологий.
Принятая Правительством РФ «Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г.», раздел «Развитие образования», обозначает переход на уровневые программы высшего профессионального образования, что необходимо для вхождения России в мировое образовательное пространство (подписано Болонское соглашение, Вашингтонский протокол и ряд других международных соглашений). В соответствии с этим, подготовка кадров для атомной отрасли должна перейти на уровневую систему «бакалавр - магистр». Грядущее сокращение срока подготовки бакалавра (4 года) по сравнению с существующим в настоящее время сроком подготовки инженера для атомной отрасли (5,5 - 6 лет) обостряет противоречия:
- между быстро растущим объемом профессионально значимой информации и сложностью образовательных программ подготовки бакалавров и ограниченным интервалом времени их обучения, при снижении уровня подготовленности выпускников средней школы в области естественных наук (о чем свидетельствуют результаты входного контроля знаний студентов I курса);
- между повышенными требованиями к подготовке бакалавров для атомной отрасли в области естественнонаучных (далее в тексте ЕН) дисциплин и ограниченными информационными возможностями традиционного лекционного процесса в вузе («меловой» лекции);
- между необходимостью интеграции в образовательный процесс инновационных дидактических средств, обеспечивающих качественные особенности ЕН подготовки бакалавра, и недостаточным развитием теории и методики создания и применения этих средств в подготовке студентов вузов;
- между классно-урочной системой обучения в средней школе и лекционно-семинарской формой организации учебного процесса в вузе, что затрудняет создание единой образовательной системы подготовки кадров для атомной отрасли и адаптацию выпускников средней школы к процессу обучения в вузе.
Для разрешения указанных противоречий имеется определенная теоретическая база, созданная трудами отечественных педагогов, и положительный опыт подготовки инженеров для атомной отрасли в профильных вузах. В частности, теория и практика формирования системы непрерывного образования развиты в работах Н.Е. Кузнецова, Л.И. Лагунова, К.Е. Егорова и др.; педагогические технологии профессионального образования рассмотрены А.П. Беляевой, В.С. Збаровским, Г.К. Селевко; использование информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе обосновано в работах Я.А. Ваграменко, И.В. Роберт, Е.И. Машбица, П.И. Образцова и др.; роль аудиовизуальных средств обучения в профессиональном образовании установлена в исследованиях А.А. Степанова, И.Л. Дрижуна, Т.Н. Носковой, Л.П. Прессмана и др.; вопросы совершенствования лекции как активной формы обучения в вузах рассмотрены в работах А.И. Башмакова, М.И. Дьяченко, Н.И. Загузова и др. Вместе с тем, эти работы, отражая общие проблемы теории и методики профессионального образования, не дают ответа на актуальные вопросы подготовки бакалавров, прежде всего - не учитывают специфику отрасли, для работы в которой будущий специалист должен обладать необходимым уровнем квалификации, фундаментальными и прикладными знаниями, высокой культурой организации и осуществления профессиональной деятельности. Как с помощью инновационных дидактических средств разрешить противоречие между быстро растущим объемом ЕН информации, которую необходимо освоить на первом уровне ВПО, и ограниченными возможностями традиционного образовательного процесса в вузе? В чем и каким путем изменить лекционно-аудиторную форму организации образовательного процесса, чтобы повысить ее информативность, обеспечить единство рационально-логического и образно-эмоционального мышления? Как отмечает Д.В. Чернилевский, традиционная «меловая» лекция в современных условиях оказывается неэффективной. Для расширения ее информационных возможностей во многих вузах начали использовать лекции- презентации («динамические слайд-лекции» - по определению Е.И. Аксеновой). Однако процесс внедрения инновационной формы организации лекции происходит эмпирическим путем, по методу «проб и ошибок». Таким образом, теоретические и методические аспекты интеграции электронных дидактических средств в традиционные педагогические технологии и их комплексное применение в процессе подготовки бакалавров (при переходе на двухуровневую систему ВПО) изучены недостаточно и требуют самостоятельного исследования.
Принятая Правительством РФ «Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г.», раздел «Развитие образования», обозначает переход на уровневые программы высшего профессионального образования, что необходимо для вхождения России в мировое образовательное пространство (подписано Болонское соглашение, Вашингтонский протокол и ряд других международных соглашений). В соответствии с этим, подготовка кадров для атомной отрасли должна перейти на уровневую систему «бакалавр - магистр». Грядущее сокращение срока подготовки бакалавра (4 года) по сравнению с существующим в настоящее время сроком подготовки инженера для атомной отрасли (5,5 - 6 лет) обостряет противоречия:
- между быстро растущим объемом профессионально значимой информации и сложностью образовательных программ подготовки бакалавров и ограниченным интервалом времени их обучения, при снижении уровня подготовленности выпускников средней школы в области естественных наук (о чем свидетельствуют результаты входного контроля знаний студентов I курса);
- между повышенными требованиями к подготовке бакалавров для атомной отрасли в области естественнонаучных (далее в тексте ЕН) дисциплин и ограниченными информационными возможностями традиционного лекционного процесса в вузе («меловой» лекции);
- между необходимостью интеграции в образовательный процесс инновационных дидактических средств, обеспечивающих качественные особенности ЕН подготовки бакалавра, и недостаточным развитием теории и методики создания и применения этих средств в подготовке студентов вузов;
- между классно-урочной системой обучения в средней школе и лекционно-семинарской формой организации учебного процесса в вузе, что затрудняет создание единой образовательной системы подготовки кадров для атомной отрасли и адаптацию выпускников средней школы к процессу обучения в вузе.
Для разрешения указанных противоречий имеется определенная теоретическая база, созданная трудами отечественных педагогов, и положительный опыт подготовки инженеров для атомной отрасли в профильных вузах. В частности, теория и практика формирования системы непрерывного образования развиты в работах Н.Е. Кузнецова, Л.И. Лагунова, К.Е. Егорова и др.; педагогические технологии профессионального образования рассмотрены А.П. Беляевой, В.С. Збаровским, Г.К. Селевко; использование информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе обосновано в работах Я.А. Ваграменко, И.В. Роберт, Е.И. Машбица, П.И. Образцова и др.; роль аудиовизуальных средств обучения в профессиональном образовании установлена в исследованиях А.А. Степанова, И.Л. Дрижуна, Т.Н. Носковой, Л.П. Прессмана и др.; вопросы совершенствования лекции как активной формы обучения в вузах рассмотрены в работах А.И. Башмакова, М.И. Дьяченко, Н.И. Загузова и др. Вместе с тем, эти работы, отражая общие проблемы теории и методики профессионального образования, не дают ответа на актуальные вопросы подготовки бакалавров, прежде всего - не учитывают специфику отрасли, для работы в которой будущий специалист должен обладать необходимым уровнем квалификации, фундаментальными и прикладными знаниями, высокой культурой организации и осуществления профессиональной деятельности. Как с помощью инновационных дидактических средств разрешить противоречие между быстро растущим объемом ЕН информации, которую необходимо освоить на первом уровне ВПО, и ограниченными возможностями традиционного образовательного процесса в вузе? В чем и каким путем изменить лекционно-аудиторную форму организации образовательного процесса, чтобы повысить ее информативность, обеспечить единство рационально-логического и образно-эмоционального мышления? Как отмечает Д.В. Чернилевский, традиционная «меловая» лекция в современных условиях оказывается неэффективной. Для расширения ее информационных возможностей во многих вузах начали использовать лекции- презентации («динамические слайд-лекции» - по определению Е.И. Аксеновой). Однако процесс внедрения инновационной формы организации лекции происходит эмпирическим путем, по методу «проб и ошибок». Таким образом, теоретические и методические аспекты интеграции электронных дидактических средств в традиционные педагогические технологии и их комплексное применение в процессе подготовки бакалавров (при переходе на двухуровневую систему ВПО) изучены недостаточно и требуют самостоятельного исследования.
В заключении сформулированы основные результаты завершенного диссертационного исследования, среди которых следует выделить следующие:
1. Проведенный анализ современного состояния профессиональной подготовки инженеров для атомной отрасли выявил проблему недостаточной подготовленности выпускников средней школы к условиям обучения в инженерном вузе и осознанному выбору будущей специальности, а так же недостаточность времени обучения на I курсе для проведения выравнивающих курсов. Решением проблемы явилась организация при СГТА ХЭШ, что позволило реализовать профессиональное обучение школьников на более фундаментальной теоретической основе, с использованием лабораторной базы вуза.
2. В качестве средства решения проблемы дисбаланса между растущим объемом профессионально важной информации в ЕН дисциплинах и ограниченным временем обучения студентов в вузе был использован инновационный УМК, учитывающий специфику профессиональной подготовки бакалавров для предприятий ядерно-топливного цикла. Наряду с изданными печатными учебными пособиями, РТ, методическими указаниями к проведению лабораторно-практических занятий, комплекс содержит тестирующую систему с базой педагогических измерительных материалов, электронный конспект лекций-презентаций и электронное издание учебного пособия.
3. При освоении содержания дисциплины ЕН блока учебного плана подготовки бакалавров для атомной отрасли ориентировочную основу действий студентов создает рабочая тетрадь дисциплины, позволяющая организовать не только аудиторную, но и внеаудиторную самостоятельную учебно-познавательную деятельность студентов.
4. Усиление педагогического взаимодействия на основном виде аудиторных занятий - лекции достигнуто за счет разработки и применения мультимедийного электронного конспекта лекций-презентаций в совместном использовании с рабочей тетрадью, как формы раздаточного материала. Это позволило избежать потерь времени на выполнение рутинных операций по переписыванию вспомогательного материала, использовать возможности визуального восприятия учебной информации, закрепить отдельные теоретические положения лекции в незамедлительном приложении к практическим задачам дисциплины, и, тем самым, не только получить целостное представление о предмете лекции, но и увеличить объем изучаемого материала в полтора-два раза.
5. Обоснованные дидактические принципы бимодальности и комплементарности вербального и символьно-знакового представления учебного материала являются основой для проектирования и реализации лекционного процесса с использованием аудиовизуальных средств и раздаточных материалов.
6. Разработан системный контроль и диагностика учебных достижений студентов на пяти этапах процесса обучения (входной, текущий, тематический, рубежный, итоговый) и еженедельное рейтинговое оценивание учебно-познавательной деятельности обучающихся.
7. Педагогический анализ эффективности и результаты многолетнего (2003-2008 гг.) эксперимента показали, что технология визуализации учебного материала в единстве с компьютерными средствами его предъявления на аудиторном дисплее и рабочей тетрадью позволила интенсифицировать лекционный процесс (увеличить объем материала, осваиваемого в течение одной лекции) и активизировать учебно-познавательную деятельность студентов (аудиторную и самостоятельную). В конечном счете это выразилось в повышении уровней качества образовательного процесса и успешности освоения естественнонаучной дисциплины «Общая и неорганическая химия».
Таким образом, результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу диссертационной работы. Полученные научные и практические результаты и рекомендации могут найти применение в общем контексте реорганизации высшего профессионального образования и использованы в других образовательных учреждениях высшей школы. Результаты исследования получили отражение в следующих основных публикациях.
1. Проведенный анализ современного состояния профессиональной подготовки инженеров для атомной отрасли выявил проблему недостаточной подготовленности выпускников средней школы к условиям обучения в инженерном вузе и осознанному выбору будущей специальности, а так же недостаточность времени обучения на I курсе для проведения выравнивающих курсов. Решением проблемы явилась организация при СГТА ХЭШ, что позволило реализовать профессиональное обучение школьников на более фундаментальной теоретической основе, с использованием лабораторной базы вуза.
2. В качестве средства решения проблемы дисбаланса между растущим объемом профессионально важной информации в ЕН дисциплинах и ограниченным временем обучения студентов в вузе был использован инновационный УМК, учитывающий специфику профессиональной подготовки бакалавров для предприятий ядерно-топливного цикла. Наряду с изданными печатными учебными пособиями, РТ, методическими указаниями к проведению лабораторно-практических занятий, комплекс содержит тестирующую систему с базой педагогических измерительных материалов, электронный конспект лекций-презентаций и электронное издание учебного пособия.
3. При освоении содержания дисциплины ЕН блока учебного плана подготовки бакалавров для атомной отрасли ориентировочную основу действий студентов создает рабочая тетрадь дисциплины, позволяющая организовать не только аудиторную, но и внеаудиторную самостоятельную учебно-познавательную деятельность студентов.
4. Усиление педагогического взаимодействия на основном виде аудиторных занятий - лекции достигнуто за счет разработки и применения мультимедийного электронного конспекта лекций-презентаций в совместном использовании с рабочей тетрадью, как формы раздаточного материала. Это позволило избежать потерь времени на выполнение рутинных операций по переписыванию вспомогательного материала, использовать возможности визуального восприятия учебной информации, закрепить отдельные теоретические положения лекции в незамедлительном приложении к практическим задачам дисциплины, и, тем самым, не только получить целостное представление о предмете лекции, но и увеличить объем изучаемого материала в полтора-два раза.
5. Обоснованные дидактические принципы бимодальности и комплементарности вербального и символьно-знакового представления учебного материала являются основой для проектирования и реализации лекционного процесса с использованием аудиовизуальных средств и раздаточных материалов.
6. Разработан системный контроль и диагностика учебных достижений студентов на пяти этапах процесса обучения (входной, текущий, тематический, рубежный, итоговый) и еженедельное рейтинговое оценивание учебно-познавательной деятельности обучающихся.
7. Педагогический анализ эффективности и результаты многолетнего (2003-2008 гг.) эксперимента показали, что технология визуализации учебного материала в единстве с компьютерными средствами его предъявления на аудиторном дисплее и рабочей тетрадью позволила интенсифицировать лекционный процесс (увеличить объем материала, осваиваемого в течение одной лекции) и активизировать учебно-познавательную деятельность студентов (аудиторную и самостоятельную). В конечном счете это выразилось в повышении уровней качества образовательного процесса и успешности освоения естественнонаучной дисциплины «Общая и неорганическая химия».
Таким образом, результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу диссертационной работы. Полученные научные и практические результаты и рекомендации могут найти применение в общем контексте реорганизации высшего профессионального образования и использованы в других образовательных учреждениях высшей школы. Результаты исследования получили отражение в следующих основных публикациях.